一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法技术

本发明专利技术公开了一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法，包括数据收集模块、测试仿真模块、调整安装模块和功率平衡模块，其特征在于：所述数据收集模块包括有光资源数据整理单元、光伏设备选型单元和光伏逆变发电单元；所述数据收集模块与测试仿真模块步骤连接，所述测试仿真模块与调整安装模块步骤连接，所述功率平衡模块与调整安装模块步骤连接，所述光资源数据整理单元、光伏设备选型单元和光伏逆变发电单元分别与数据收集模块步骤连接，所述测试仿真模块包括有仿真模拟单元和测试试验单元；本发明专利技术，具有在完全晴天或完全阴天时在一定的时间段内光伏电站发电功率能够近似恒定的输出的特点。的输出的特点。的输出的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法


[0001]本专利技术涉及光伏电站光伏系统集成
，具体为一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法。

技术介绍

[0002]目前，国内外光伏发电站光伏电池组件阵列大多数采取按照一定倾角正南向布置或采用追日的方式，这类布置方法使得每天的发电功率曲线是一条开口向下的抛物线状，造成：一是电站输出功率不稳定，随时间变化较大；二是电网调度调峰、调频困难，电网友好度差，太阳能光伏并网发电系统目前广泛采用的组件安装设计方法，使得其发电输出功率是非常不稳定的，电功率值大小主要取决于太阳能电池组件表面所接收到的太阳辐照度值。由于地球自转并围绕太阳公转，地表上任何地点所接收到的太阳辐射强度会随着季度、节气的循环变化而变化；每一天中，自日出开始，太阳辐照度渐渐由小变大，到了正午时分左右最强，之后又逐渐减小，直至天黑。所以太阳能电池组件工作中发出的电功率也是随太阳光照度变化处在时刻变化之中。考虑到最大限度地接收太阳光，当前国内、国外太阳能光伏发电系统的光伏组件安装基本都是正面朝南呈倾角布置，其发电功率曲线呈现出开口向下的陡抛物线形状。随着太阳能光伏发电并网规模的日益增大，电网穿透率越来越高，光伏输出电功率的规律性、间歇性、波动性等发电特点，造成电力部门发电计划的制定和电力调度的困难等问题会越来越多，因此，设计在完全晴天或完全阴天时在一定的时间段内光伏电站发电功率能够近似恒定的输出的一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法是很有必要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法，包括数据收集模块、测试仿真模块、调整安装模块和功率平衡模块，其特征在于：所述数据收集模块包括有光资源数据整理单元、光伏设备选型单元和光伏逆变发电单元；
[0005]所述数据收集模块与测试仿真模块步骤连接，所述测试仿真模块与调整安装模块步骤连接，所述功率平衡模块与调整安装模块步骤连接，所述光资源数据整理单元、光伏设备选型单元和光伏逆变发电单元分别与数据收集模块步骤连接。
[0006]根据上述技术方案，所述光伏逆变发电单元包括有逆变器单元和若干A、B二组光伏组件，所述双面光伏电池组件具有双面发电特性，所述光伏设备选型单元对光伏逆变发电单元所包含的若干A、B二组光伏组件和逆变器单元进行合理的组合与布置。
[0007]根据上述技术方案，所述测试仿真模块包括有仿真模拟单元和测试试验单元；
[0008]所述仿真模拟单元具有建模仿真功能，所述仿真模拟单元通过建模仿真软件对光
伏逆变发电单元进行A、B二组光伏组件表面在各种不同倾角和方位角状态下所接收到的有效辐射值、对应的发电功率等数据进行连续的仿真模拟，获得结果；所述测试试验单元对当地地理位置区域的气象数据、每天的太阳能连续辐射数据、辐射量数据等基础太阳能资源数据进行掌握，所述测试试验单元对光伏逆变发电单元进行A、B二组光伏组件表面在各种不同倾角和方位角状态下所接收到的有效辐射值、对应的发电功率等参数进行连续的测试、分析、总结获得结果。
[0009]根据上述技术方案，所述A、B二组光伏组件的倾角和方位角以及所对应的近似恒定的发电功率曲线是全年某一天的近似恒定的功率曲线；
[0010]所述调整安装模块按代表年的每个月度或每个节气中代表某一天的辐射量数据和对应每个小时的辐射量数据值进行确定并对其照射到A、B二组光伏组件表面上的辐射量通过调整光伏组件的方位角和倾角进行调整修正，所述调整安装模块进行综合比较和修正，所述功率平衡模块综合确定一个光伏逆变发电单元的逆变器交流输出功率曲线或电站总的功率输出曲线近似恒定的出力曲线所对应的倾角和方位角，所述功率平衡模块和调整安装模块相互配合确定光伏组件的倾角和方位角作为最终的组件安装角度。
[0011]根据上述技术方案，所述一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法包括以下步骤：
[0012]S1、开始排布；
[0013]S2、通过当地太阳能辐射量等光资源数据、逆变器型号、光伏组件参数和数量进行数据收集及确定，并按逆变器单元对光伏组件阵列进行A、B分组；
[0014]S3、通过测试试验或仿真模拟，对光伏逆变发电单元输出功率曲线进行验证；
[0015]S4、同步调整A、B二组光伏阵列支架上的组件安装倾角和方位角；
[0016]S5、通过测试或仿真模拟，调整光伏逆变发电单元组件倾角和方位角，得出电站日输出功率曲线；
[0017]S6、计算出日输出功率曲线为近似恒定曲线，如果不是则重新进行S4步骤；
[0018]S7、上述步骤如果是，则按年/月/日分析功率曲线变化趋势，确定电站所有光伏方阵按A、B分组形成的最佳倾角和方位角；
[0019]S8、确定电站所有光伏方阵按A、B分组形成的最佳倾角和方位角；
[0020]S9、完成电站所有逆变发电单元光伏组件的排列布置及汇集，完成电源交流侧汇集、升压、送出等方案。
[0021]根据上述技术方案，所述步骤S2至S5中，采用主动平衡光伏组件接收太阳能辐射能量，使得光伏组件表面当太阳辐射强度达到一定值以后，全天能够均衡地接受太阳辐射能，得到光伏电站发电功率曲线保持恒定的状态的组件排布方法，削掉了部分太阳辐照度最强的中午时段辐射能量，重新调整分配了双面光伏组件正、反两侧面每天所接收到的太阳光有效辐射值，考虑到全天发电负荷的稳定，本专利技术方法会将中午发电峰值削去，增加早上和下午的发电功率，A、B二组功率叠加后的组合发电功率才可能呈现出在一定时间内近似恒定的功率曲线，最终形成能够输出稳定的发电功率曲线，改变了以往光伏发电天然随着太阳辐射值时刻变化而呈现抛物线状功率曲线。
[0022]根据上述技术方案，所述步骤S2至S9中，在修正光伏组件阵列发电功率曲线过程中，避开了中午辐射值最大的时刻，因此也避开了组件对应的辐射条件下的发电功率峰值，
使得逆变器直流容配比大幅增加，逆变器早上和下午的负荷率会更高，每单台逆变器所接入的电池组件数量较目前的设计会增加很多，这主要取决于当地光照资源情况。逆变器直流容配比的确定：按前述方法在确定了最终的组件安装倾角和方位角后，找到代表年中当功率变为恒定输出时刻的全年中辐照度最大值时的那个辐照度值，然后在所选太阳能光伏电池组件的IV曲线中找到在这个辐照度下对应的组件电流值和发电功率值(这个电流值是该型号组件是在通过本专利技术方法进行光伏发电阵列辐射值平衡后所有接收到的全年可能出现的最大辐照度值，也是组件所能发出的最大发电电流值)，再参考所接入逆变器每个支路的电流限值以及逆变器功率器件内直流功率的限定值等参数，确定每个光伏逆变发电单元的组件的容配比，原则上是每台光伏逆变器所汇集接入的光伏组件在上述所接收的最大辐照度条件下的发电功率之和不大于逆变器功率器件容许的最大电流值。
[0023]根据上述技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于发电功率恒定的光伏组件排列方法，包括数据收集模块、测试仿真模块、调整安装模块和功率平衡模块，其特征在于：所述数据收集模块包括有光资源数据整理单元、光伏设备选型单元和光伏逆变发电单元；所述数据收集模块与测试仿真模块步骤连接，所述测试仿真模块与调整安装模块步骤连接，所述功率平衡模块与调整安装模块步骤连接，所述光资源数据整理单元、光伏设备选型单元和光伏逆变发电单元分别与数据收集模块步骤连接。2.根据权利要求1所述的一种基于发电功率恒定的光伏组件排列方法，其特征在于：所述光伏逆变发电单元包括有逆变器和若干A、B二组光伏组件，所述双面光伏电池组件具有双面发电特性，所述光伏设备选型单元对光伏逆变发电单元所包含的若干A、B二组光伏组件接入到逆变器进行合理的组合与布置。3.根据权利要求2所述的一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法，其特征在于：所述测试仿真模块包括有仿真模拟单元或测试试验单元；所述仿真模拟单元具有建模仿真功能，所述仿真模拟单元通过建模仿真软件对光伏逆变发电单元进行A、B二组光伏组件表面在各种不同倾角和方位角状态下所接收到的有效辐射值、对应的发电功率等数据进行连续的仿真模拟，获得结果；所述测试试验单元对当地地理位置区域的气象数据、每天的太阳能连续辐射数据、辐射量数据等基础太阳能资源数据进行掌握，所述测试试验单元对光伏逆变发电单元进行A、B二组光伏组件表面在各种不同倾角和方位角状态下所接收到的有效辐射值、对应的发电功率等参数进行连续的测试、分析、总结，获得结果。4.根据权利要求3所述的一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法，其特征在于：所述A、B二组光伏组件的倾角和方位角以及所对应的近似恒定的发电功率曲线是全年某一天的近似恒定的功率曲线；所述调整安装模块按代表年的每个月度或每个节气中代表某一天的辐射量数据和对应每个小时的辐射量数据值进行确定并对其照射到A、B二组光伏组件表面上的辐射量通过调整光伏组件的方位角和倾角进行调整修正，所述调整安装模块进行综合比较和修正，所述功率平衡模块综合确定一个光伏逆变发电单元的逆变器交流输出功率曲线或电站总的功率输出曲线近似恒定的出力曲线所对应的倾角和方位角，所述功率平衡模块和调整安装模块相互配合确定光伏组件的倾角和方位角作为最终的组件安装角度。5.根据权利要求4所述的一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法，其特征在于：所述一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法包括以下步骤：S1、开始排布；S2、通过当地太阳能辐射量等光资源数据、逆变器型号、光伏组件参数和数量进行数据收集及确定，并按逆变器单元对光伏组件阵列进行A、B分组；S3、通过测试试验或仿真模拟，对光伏逆变发电单元输出功率曲线进行验证；S4、同步调整A、B二组光伏阵列支架上的组件安装倾角和方位角；S5、通过测试或仿真模拟，调整光伏逆变发电单元组件倾角和方位角，得出电站日输出功率曲线；S6、计算出日输出功率曲线为近似恒定曲线，如果不是则重新进行S4步骤；S7、上述步骤如果是，则按年/月/日分析功率曲线变化趋势，确定电站所有光伏方阵按
A、B分组形成的最佳倾角和方位角；S8、确定电站所有光伏方阵按A、B分组形成的最佳倾角和方位角；S9、完成电站所有逆变发电单元光伏组件的排列布置及汇集，完成电源交流侧汇集、升压、送出等方案。6.根据权利要求5所述的一种基于发电功率恒定的光伏组件排布方法，其特征在于：所述步骤S2至S5中，采用主动平衡光伏组件接收太阳能辐射能量，使得光伏组件表面当太阳辐射强度...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐殿全，齐雁程，
申请(专利权)人：齐殿全，
类型：发明
国别省市：